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JP2011034057A - Optical modulator - Google Patents

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JP2011034057A
JP2011034057A JP2010101239A JP2010101239A JP2011034057A JP 2011034057 A JP2011034057 A JP 2011034057A JP 2010101239 A JP2010101239 A JP 2010101239A JP 2010101239 A JP2010101239 A JP 2010101239A JP 2011034057 A JP2011034057 A JP 2011034057A
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JP
Japan
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substrate
optical
optical modulator
plc
modulator
Prior art date
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Pending
Application number
JP2010101239A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Mino
真司 美野
Takashi Go
隆司 郷
Takashi Yamada
貴 山田
Yoshiyuki Doi
芳行 土居
Takeshi Tsuzuki
健 都築
Yasushi Yamazaki
裕史 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NTT Inc
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)

Abstract

【課題】信頼性に優れ、低コストおよび小型化が可能な光変調器を提供する。
【解決手段】本発明の一実施形態による光変調器は、光導波路から構成される分岐回路を備えた第1の基板と、複数の変調回路を備えた第2の基板と、石英系の導波路から構成される合波回路を備えた第3の基板とを備える。光変調器の各回路に要求される特性に応じて、基板を分けることにより、信頼性に優れ、低コストおよび小型化が可能になる。
【選択図】図4
An optical modulator that has excellent reliability and can be reduced in cost and size.
An optical modulator according to an embodiment of the present invention includes a first substrate having a branch circuit composed of an optical waveguide, a second substrate having a plurality of modulation circuits, and a silica-based waveguide. And a third substrate including a multiplexing circuit composed of a waveguide. By separating the substrate according to the characteristics required for each circuit of the optical modulator, it is possible to achieve excellent reliability, low cost, and downsizing.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は、光変調器に関する。より詳細には、本発明は、光通信システムに応用可能な光導波回路を用いた光変調器に関する。   The present invention relates to an optical modulator. More particularly, the present invention relates to an optical modulator using an optical waveguide circuit applicable to an optical communication system.

インターネット等により通信トラフィックの大容量化が求められている。そのため、波長分割多重(WDM)システムにおいて、1チャネル当たりの伝送速度の増加や波長数の増加が求められている。具体的には、WDMシステムの伝送には40Gbit/sや100Gbit/sといった高い伝送速度が求められている。しかし、高速化のために変調シンボルレートを高くすると、分散耐性が急激に劣化し、伝送距離が縮小してしまうという問題がある。また、信号スペクトルの広がりも大きくなるため、波長分割多重(WDM)伝送におけるフィルタの帯域やチャネル間隔を大きくとらなければならないという問題もある。そこで、シンボルレートを上げずにビットレートを大きくする多値化技術、多重化技術の必要性が高まっている。   There is a demand for an increase in communication traffic volume via the Internet and the like. Therefore, in a wavelength division multiplexing (WDM) system, an increase in transmission speed per channel and an increase in the number of wavelengths are required. Specifically, high transmission rates such as 40 Gbit / s and 100 Gbit / s are required for transmission in the WDM system. However, if the modulation symbol rate is increased for higher speed, there is a problem that the dispersion tolerance is rapidly deteriorated and the transmission distance is reduced. In addition, since the spread of the signal spectrum is increased, there is a problem that a filter band and a channel interval in wavelength division multiplexing (WDM) transmission must be increased. Thus, there is an increasing need for multilevel technology and multiplexing technology that increases the bit rate without increasing the symbol rate.

このような背景から、実際にチャネル当たり40Gbis/sや100Gbit/sの超高速伝送が実現または提案されている。こうした多値変調器の1例として、DQPSK変調器の典型的な従来例を図1に示す(非特許文献1参照)。図1は、ニオブ酸リチウム(LN:LiNbO3)基板にチタン(Ti)拡散を用いて光導波路を形成した光変調器を示している。光ファイバ101から入力した光信号は、基板110上の光導波路を伝搬し、Y分岐102およびY分岐103a、103bで分岐され、4本のアーム導波路104a〜104dを介してカプラ105a、105bおよびカプラ106で合波され、光ファイバ107に出力される。本明細書では、このような干渉計の構成をネスト型マッハツェンダ干渉計(MZI)と呼び、内側のMZIを子MZIと呼び、外側のMZIを親MZIと呼ぶことにする。 Against this background, 40 Gbis / s or 100 Gbit / s ultra high-speed transmission is actually realized or proposed per channel. As an example of such a multilevel modulator, a typical conventional example of a DQPSK modulator is shown in FIG. 1 (see Non-Patent Document 1). FIG. 1 shows an optical modulator in which an optical waveguide is formed on a lithium niobate (LN: LiNbO 3 ) substrate using titanium (Ti) diffusion. An optical signal input from the optical fiber 101 propagates through an optical waveguide on the substrate 110, is branched by the Y branch 102 and the Y branches 103a and 103b, and is coupled to the couplers 105a and 105b via the four arm waveguides 104a to 104d. The signals are combined by the coupler 106 and output to the optical fiber 107. In this specification, such an interferometer configuration is referred to as a nested Mach-Zehnder interferometer (MZI), an inner MZI is referred to as a child MZI, and an outer MZI is referred to as a parent MZI.

2つの子MZIの各々は、アーム導波路間に電極112a、112bを備え(GND電極は図示せず。)、位相シフタを構成している。すなわち、電極112a、112bに電界をかけることにより、アーム導波路間の光信号に逆の位相を付与することができる。このような変調器は、QPSK変調器と呼ばれ、ボーレートの2倍の容量を収容することができる。なお、この例ではLN基板110にXカットのものを使用している。また、電極121a、121bは、子MZIのDCバイアスを調整するためのものであり、電極122は、親MZIのDCバイアスを調整するためのものである。   Each of the two children MZI includes electrodes 112a and 112b between the arm waveguides (GND electrodes are not shown), and constitutes a phase shifter. That is, by applying an electric field to the electrodes 112a and 112b, an opposite phase can be given to the optical signal between the arm waveguides. Such a modulator is called a QPSK modulator, and can accommodate a capacity twice as high as the baud rate. In this example, the LN substrate 110 is an X-cut substrate. The electrodes 121a and 121b are for adjusting the DC bias of the child MZI, and the electrode 122 is for adjusting the DC bias of the parent MZI.

一方、図2に示すように、LN基板と、Si基板上にSiO2系ガラスを主成分とする石英系光波回路(PLC:Planar Lightwave Circuit)を組み合わせて変調器を構成する従来例も報告されている(特許文献1,特許文献2)。図2では、位相シフタの部分にのみLN基板220を用い、引き回しのための光導波路には石英系のPLC210、230を用いている。このため、LN光導波路の優れた特性はそのままで、PLCの優れたパッシブ回路の特徴を生かすことができる。例えば、回路全体を小型にしたり、全体の挿入損失を低減したりすることが可能である。 On the other hand, as shown in FIG. 2, a conventional example in which a modulator is configured by combining an LN substrate and a quartz lightwave circuit (PLC) mainly composed of SiO 2 glass on a Si substrate has been reported. (Patent Document 1, Patent Document 2). In FIG. 2, the LN substrate 220 is used only for the phase shifter, and quartz-based PLCs 210 and 230 are used for the optical waveguide for routing. For this reason, the characteristics of the passive circuit with excellent PLC can be utilized while maintaining the excellent characteristics of the LN optical waveguide. For example, it is possible to reduce the size of the entire circuit or reduce the entire insertion loss.

図3に、LN基板と石英系のPLCを組み合わせて変調器を構成する従来例の斜視図を示す。この変調器300は、光信号の入力側の光ファイバ301と、2段のY分岐を備えた石英系のPLC302と、複数の位相シフタを備えたLN基板303と、2段のカプラを備えた石英系のPLC304と、光信号の出力側の光ファイバ305とから構成されている。これらの基板は、それぞれの光導波路同士を調心した後、UV接着剤により接続することが可能である。   FIG. 3 is a perspective view of a conventional example in which a modulator is configured by combining an LN substrate and a quartz-based PLC. The modulator 300 includes an optical fiber 301 on the input side of an optical signal, a quartz PLC 302 having a two-stage Y branch, an LN substrate 303 having a plurality of phase shifters, and a two-stage coupler. It is composed of a quartz-based PLC 304 and an optical fiber 305 on the optical signal output side. These substrates can be connected by a UV adhesive after aligning the respective optical waveguides.

我々は既にPLCと光ファイバブロックとの接続について、量産性、信頼性を確立しており、このような基板同士の接続技術は、上記接続と構造が似ているため同様に容易に可能であると予想する。PLCとLN基板上の光波回路は、光導波路同士のモードフィールド径の値が近いものを用いることが可能であり、またLN光導波路の形状が例えば横長の場合でもPLCでスポットサイズ変換機能を構成することにより低い接続損失で接続可能なことが既に示されている。また、図に示すように、LN基板とPLCの間では、端面を斜めにして導波路を接続することにより反射を防止する構造を取ることが多い。   We have already established mass productivity and reliability for the connection between PLC and optical fiber block, and such a connection technology between substrates is easily possible because the structure is similar to the above connection. I expect. The lightwave circuit on the PLC and LN substrate can use the ones with close mode field diameter values between the optical waveguides, and even if the shape of the LN optical waveguide is horizontally long, for example, the spot size conversion function is configured by the PLC. It has already been shown that connection can be made with low connection loss. In addition, as shown in the figure, the LN substrate and the PLC often have a structure that prevents reflection by connecting the waveguide with the end face inclined.

特開2003−195239号公報JP 2003-195239 A 特開2003−121806号公報JP 2003-121806 A

H. Gnauck, G. Charlet, P. Tran, P. Winzer, C. Doerr, J. Centanni, E. Burrows, T. Kawanishi, T. Sakamoto, K. Higuma, “25.6-Tb/s C+L-Band Transmission of Polarization-Multiplexed RZ-DQPSK Signals,” Proc. of OFC/NFOEC2007, paper PDP19, 2007.H. Gnauck, G. Charlet, P. Tran, P. Winzer, C. Doerr, J. Centanni, E. Burrows, T. Kawanishi, T. Sakamoto, K. Higuma, “25.6-Tb / s C + L- Band Transmission of Polarization-Multiplexed RZ-DQPSK Signals, ”Proc. Of OFC / NFOEC2007, paper PDP19, 2007.

しかしながら、図1の光変調器では、LN基板のEO定数が大きく、高速の位相シフタとして優れる一方で、次のような問題がある。   However, the optical modulator of FIG. 1 has a large EO constant of the LN substrate and is excellent as a high-speed phase shifter, but has the following problems.

(1)LN基板の光回路は、PLCに比べ、位相シフタ以外のパッシブ回路の回路メニューが十分でない。例えば、LN基板においては、Y分岐は作製可能であるが、それ以外の回路の作製は困難である。それに対してPLCでは、1x2カプラやMZI回路が作製可能で低損失であり、また光強度モニタ用にモニタ導波路を入れたりすることが可能である。   (1) The circuit menu of the passive circuit other than the phase shifter is not sufficient for the optical circuit of the LN substrate compared to the PLC. For example, in the LN substrate, the Y branch can be manufactured, but it is difficult to manufacture other circuits. On the other hand, in the PLC, a 1 × 2 coupler and an MZI circuit can be manufactured, and the loss is low, and a monitor waveguide can be inserted for monitoring the light intensity.

(2)また、LN基板の光回路は、パッシブ回路部分の特性がPLCに比べ不十分である。例えば、曲げ導波路の最小曲率半径は、PLCは2mmなのに対して通常10mm以上である。そのため光回路が大型化する。さらに、光導波路の伝搬損失も、PLCでは0.01dB/cmと小さいのに対して、LNでは通常0.3dB/cm程度と大きいため、損失が増加する。このような欠点は、単体の干渉計から構成される従来の強度変調器に比べ、図1のようなQPSK変調器、あるいはさらにそれらを組み合わせた多値・高機能変調器では一層不利になる。   (2) Moreover, the characteristics of the passive circuit part of the optical circuit of the LN substrate are insufficient compared to the PLC. For example, the minimum curvature radius of the bending waveguide is usually 10 mm or more, whereas PLC is 2 mm. This increases the size of the optical circuit. Further, the propagation loss of the optical waveguide is as small as 0.01 dB / cm in the PLC, whereas it is usually as large as 0.3 dB / cm in the LN, so that the loss increases. Such a drawback is more disadvantageous in the QPSK modulator as shown in FIG. 1 or in a multi-level / high-function modulator that combines them as compared with the conventional intensity modulator composed of a single interferometer.

これに対して、図2のPLC−LNハイブリッド集積型光変調器は、上記の欠点を改善可能であるが、その一方で次のような問題がある。   In contrast, the PLC-LN hybrid integrated optical modulator of FIG. 2 can improve the above-mentioned drawbacks, but has the following problems.

(3)PLCとLN基板の光回路とは低損失に安定して結合でき、1個のMZIを構成するには十分である。しかし、図2のように、複数のMZIを構成する場合には、基板間で結合する導波路の数が増えるので、安定して低損失に結合するのが困難になる。   (3) The PLC and the optical circuit of the LN substrate can be stably coupled with low loss, which is sufficient for constituting one MZI. However, as shown in FIG. 2, when a plurality of MZIs are configured, the number of waveguides coupled between the substrates increases, so that it is difficult to stably couple with low loss.

(4)LN基板の光変調器では長時間の使用により、ある印加電圧に対する位相値がわずかにドリフトする現象があり、そのドリフトを補正するために、光強度モニタとバイアス制御が必要である。このDCバイアス制御は、LN基板の位相シフタに電圧を加えることにより行われている。このようなDCバイアス制御は、PLC上の熱光学効果による位相シフタ231(以後、TOシフタという。)によっても行うことができるが、LN基板でのDCバイアスの方が実績があるため、その制御ボードをそのまま使う方が好都合な場合もある。しかし、そのような制御ボードをTOシフタにそのまま用いることは難しく、電圧、電流変換を含む何らかのインターフェースを新たに準備しなければならない。   (4) In the optical modulator of the LN substrate, there is a phenomenon that the phase value with respect to a certain applied voltage slightly drifts when used for a long time. Light intensity monitoring and bias control are necessary to correct the drift. This DC bias control is performed by applying a voltage to the phase shifter of the LN substrate. Such DC bias control can also be performed by a phase shifter 231 (hereinafter referred to as TO shifter) due to the thermo-optic effect on the PLC, but since the DC bias on the LN substrate has a track record, the control is performed. It may be more convenient to use the board as is. However, it is difficult to directly use such a control board as a TO shifter, and some interface including voltage and current conversion must be newly prepared.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、信頼性に優れ、低コストおよび小型化が可能な光変調器を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an optical modulator that is excellent in reliability, can be reduced in cost, and can be reduced in size.

本発明は、このような目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、複数の変調回路を含む光変調器であって、光導波路から構成される分岐回路を備えた第1の基板と、前記分岐回路に結合し、前記複数の変調回路を備えた第2の基板と、前記複数の変調回路と結合し、石英系の導波路から構成される合波回路を備えた第3の基板とを備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides an optical modulator including a plurality of modulation circuits, the first modulator having a branch circuit composed of an optical waveguide. A third substrate including a substrate, a second substrate coupled to the branch circuit and including the plurality of modulation circuits, and a multiplexing circuit coupled to the plurality of modulation circuits and configured from a silica-based waveguide; And a substrate.

また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の光変調器であって、前記変調回路は、マッハツェンダ光干渉計であることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided the optical modulator according to the first aspect, wherein the modulation circuit is a Mach-Zehnder optical interferometer.

また、請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の光変調器であって、前記分岐回路または合波回路は、Y分岐、方向性結合器、マッハツェンダ光干渉計、および波長無依存カプラの少なくとも1つを備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 3 is the optical modulator according to claim 1 or 2, wherein the branch circuit or the combining circuit includes a Y branch, a directional coupler, a Mach-Zehnder optical interferometer, and a wavelength. It is characterized by comprising at least one of independent couplers.

また、請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれかに記載の光変調器であって、前記第1の基板と、第3の基板上の光導波路は、石英系ガラスで形成された光導波路であり、前記第2の基板は、電気光学効果を用いた位相シフタを備えたことを特徴とする。   The invention according to claim 4 is the optical modulator according to any one of claims 1 to 3, wherein the first substrate and the optical waveguide on the third substrate are made of quartz glass. In the optical waveguide formed, the second substrate includes a phase shifter using an electro-optic effect.

また、請求項5に記載の発明は、請求項1から4のいずれかに記載の光変調器であって、前記第2の基板は、Li1-xNbx3またはLi1-xTax3からなることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the optical modulator according to any one of claims 1 to 4, wherein the second substrate is formed of Li 1-x Nb x O 3 or Li 1-x Ta. characterized by comprising the x O 3.

また、請求項6に記載の発明は、請求項1から5のいずれかに記載の光変調器であって、前記光変調器は、DQ−QPSK変調器として構成されたことを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the optical modulator according to any one of the first to fifth aspects, wherein the optical modulator is configured as a DQ-QPSK modulator.

また、請求項7に記載の発明は、請求項1から5のいずれかに記載の光変調器であって、前記光変調器は、RZ−DQPSK変調器として構成されたことを特徴とする。   The invention according to claim 7 is the optical modulator according to any one of claims 1 to 5, wherein the optical modulator is configured as an RZ-DQPSK modulator.

また、請求項8に記載の発明は、請求項1から7のいずれかに記載の光変調器であって、前記光変調器は、ネスト型マッハツェンダ干渉計を含むことを特徴とする。   The invention according to claim 8 is the optical modulator according to any one of claims 1 to 7, wherein the optical modulator includes a nested Mach-Zehnder interferometer.

また、請求項9に記載の発明は、請求項8に記載の光変調器であって、前記ネスト型マッハツェンダ干渉計の内側のマッハツェンダ干渉計が、前記第2の基板に備えられていることを特徴とする。   The invention according to claim 9 is the optical modulator according to claim 8, wherein a Mach-Zehnder interferometer inside the nested Mach-Zehnder interferometer is provided on the second substrate. Features.

また、請求項10に記載の発明は、請求項8に記載の光変調器であって、前記ネスト型マッハツェンダ干渉計の内側のマッハツェンダ干渉計の分岐回路と合波回路のどちらか一方が、前記第2の基板に備えられていることを特徴とする。   The invention according to claim 10 is the optical modulator according to claim 8, wherein either one of the branch circuit and the multiplexing circuit of the Mach-Zehnder interferometer inside the nested Mach-Zehnder interferometer is the optical modulator. The second substrate is provided.

LN基板に形成した従来の光変調器を示す図である。It is a figure which shows the conventional optical modulator formed in the LN board | substrate. LN基板と石英系のPLCを組み合わせて構成した従来の変調器を示す図である。It is a figure which shows the conventional modulator comprised combining the LN board | substrate and quartz type PLC. LN基板と石英系のPLCを組み合わせて構成した従来の変調器の斜視図である。It is a perspective view of the conventional modulator comprised combining the LN board | substrate and quartz type PLC. 本発明の第1の実施形態に係る光変調器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the optical modulator which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係る光変調器の斜視図である。1 is a perspective view of an optical modulator according to a first embodiment of the present invention. 図2においてPLCと接続するLN基板の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the LN board | substrate connected with PLC in FIG. 図1においてPLCと接続するLN基板の断面を示す図である。It is a figure which shows the cross section of the LN board | substrate connected with PLC in FIG. 本発明の第1の実施形態に係る光変調器の他の構成例を示す図である。It is a figure which shows the other structural example of the optical modulator which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明においてPLCとして構成できるY分岐を示す図である。It is a figure which shows the Y branch which can be comprised as PLC in this invention. 本発明においてPLCとして構成できる方向性結合器を示す図である。It is a figure which shows the directional coupler which can be comprised as PLC in this invention. 本発明においてPLCとして構成できるマッハツェンダ干渉計を示す図である。It is a figure which shows the Mach-Zehnder interferometer which can be comprised as PLC in this invention. 本発明においてPLCとして構成できる波長無依存カプラを示す図である。It is a figure which shows the wavelength independent coupler which can be comprised as PLC in this invention. 本発明の第1の実施形態に係る光変調器の別の構成例を示す図である。It is a figure which shows another structural example of the optical modulator which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る光変調器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the optical modulator which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る光変調器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the optical modulator which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施形態に係る光変調器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the optical modulator which concerns on the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5の実施形態に係る光変調器の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the optical modulator which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 本発明においてモニタ用ポートを引き出す構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example which pulls out the monitor port in this invention. 本発明においてモニタ用ポートを引き出す別の構成例を示す図である。It is a figure which shows another structural example which draws out the monitor port in this invention.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(実施形態1)
図4は、本発明の第1の実施形態に係る光変調器の構成を示す図である。この光変調器400は、入力側の光ファイバ401と結合するY分岐402と、Y分岐402と結合する2つのY分岐403a、403bと、2つのY分岐403a、403bとアーム導波路を介して結合する2つのカプラ404a、404bと、2つのカプラ404a、404bと結合し、出力側の光ファイバ406と結合するカプラ405とを備えている。また、この光変調器は、Y分岐402を備える石英系のPLC410と、2つのY分岐403a、403b、4本のアーム導波路、および2つのカプラ404a、404bを備えるLN基板420と、カプラ405を備える石英系のPLC430とから構成されている。そして、LN基板420には、アーム導波路間に位相シフトを与える電極421a、421b、子MZIのDCバイアスを調整する電極422a、422b、および親MZIのDCバイアスを調整する電極423が設けられている。
(Embodiment 1)
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of the optical modulator according to the first embodiment of the present invention. The optical modulator 400 includes a Y branch 402 coupled to the input side optical fiber 401, two Y branches 403a and 403b coupled to the Y branch 402, two Y branches 403a and 403b, and an arm waveguide. Two couplers 404a and 404b to be coupled and a coupler 405 coupled to the two couplers 404a and 404b and coupled to the optical fiber 406 on the output side are provided. This optical modulator also includes a quartz PLC 410 having a Y branch 402, an LN substrate 420 having two Y branches 403a and 403b, four arm waveguides, and two couplers 404a and 404b, and a coupler 405. And a quartz-based PLC 430. The LN substrate 420 is provided with electrodes 421a and 421b that give a phase shift between the arm waveguides, electrodes 422a and 422b that adjust the DC bias of the child MZI, and an electrode 423 that adjusts the DC bias of the parent MZI. Yes.

図4のPLC410および430は、Si基板上にSiO2系ガラスを主成分とする石英系光波回路(PLC:Planar Lightwave Circuit)として作製されている。PLCの導波路は埋め込み型の光導波路であり、コアとクラッドとの比屈折率差は1.5%のものを用いた。このとき、最小曲率半径は1.5mmと小さく、過剰損失のない曲げ導波路を作製することが可能である。また、光伝搬損失は、0.01dB/cm程度である。一方、LN基板上の光導波路は、典型例として最小曲率半径はcmオーダであり、光伝搬損失は0.3dB/cm程度であるため、PLCは変調用の位相シフタ以外のパッシブ回路においてLN光導波路よりも優れている。 The PLCs 410 and 430 in FIG. 4 are fabricated as quartz lightwave circuits (PLCs) mainly composed of SiO 2 glass on a Si substrate. The PLC waveguide is an embedded optical waveguide, and the relative refractive index difference between the core and the clad is 1.5%. At this time, the minimum curvature radius is as small as 1.5 mm, and it is possible to produce a bent waveguide without excessive loss. The light propagation loss is about 0.01 dB / cm. On the other hand, the optical waveguide on the LN substrate typically has a minimum radius of curvature in the order of cm and an optical propagation loss of about 0.3 dB / cm. Therefore, the PLC is an LN optical waveguide in a passive circuit other than the phase shifter for modulation. It is better than a waveguide.

LN基板420は、Xカットのものを用いており、Ti拡散導波路を光導波路として用いている。図のように2つの位相シフタの中心(すなわち、2つのアーム導波路間)に信号電極421a、421bをパタン化し、光導波路の逆側にはグランド電極(図示せず)が設置されている。この信号電極に電圧を印加することにより、その両側のアーム導波路には各々逆方向に電界が印加されるためプッシュ−プル型の変調器として動作する。なお、これはあくまで一例であり、本発明は、ZカットのLN基板で各位相シフタの直上に電極を配置して、プッシュプルに電界を加えるデュアル電極型のものであってもよい。あるいは、分極反転型のLN光導波路を用いたものであってもよいし、それ以外の方式であってもよい。   The LN substrate 420 is an X-cut substrate, and a Ti diffusion waveguide is used as an optical waveguide. As shown in the figure, signal electrodes 421a and 421b are patterned at the center of two phase shifters (that is, between two arm waveguides), and a ground electrode (not shown) is installed on the opposite side of the optical waveguide. By applying a voltage to this signal electrode, an electric field is applied in the opposite direction to the arm waveguides on both sides, so that it operates as a push-pull type modulator. This is merely an example, and the present invention may be a dual electrode type in which an electrode is disposed directly above each phase shifter on a Z-cut LN substrate and an electric field is applied to push-pull. Alternatively, a polarization inversion type LN optical waveguide may be used, or other methods may be used.

第1の実施形態に係る光変調器の特徴を表1と共に以下に説明する。   The characteristics of the optical modulator according to the first embodiment will be described below together with Table 1.

Figure 2011034057
Figure 2011034057

光挿入損失については、従来のLN光変調器は光伝搬損失が0.3dB/cmと大きい。また、光ファイバとの接続部でも損失を生じ、回路内の挿入損失が大きくなる傾向にある。一方、本発明の第1の実施形態においては、高速位相シフタ以外の引き回しのパッシブ回路に、実績のあるPLCを用いることができ、PLCとLN光導波路との接続損は典型的に0.2dBなので上記で説明した通り低損失である。   Regarding the optical insertion loss, the conventional LN optical modulator has a large optical propagation loss of 0.3 dB / cm. In addition, there is a loss at the connection with the optical fiber, and the insertion loss in the circuit tends to increase. On the other hand, in the first embodiment of the present invention, a proven PLC can be used for the routing passive circuit other than the high-speed phase shifter, and the connection loss between the PLC and the LN optical waveguide is typically 0.2 dB. Therefore, as described above, the loss is low.

サイズについては、LNの最小曲率半径は通常数cmであるため、実際にレイアウトすると光回路が大型化する。一方、PLCは最小曲率半径を例えば1.5mmでも過剰損なしに曲げることができるため、PLCを用いると小型化が可能になる。   Regarding the size, since the minimum radius of curvature of LN is usually several centimeters, the optical circuit becomes larger when actually laid out. On the other hand, since the PLC can be bent without excessive loss even when the minimum radius of curvature is 1.5 mm, for example, the PLC can be miniaturized.

図4では図2と比べ、LN基板内に子MZIが構成されている。ここで、PLCとLN基板との接続部は通常接着剤により固定されているが、接続部のわずかな位置ズレにより特性が変化する可能性がある。具体的には、温度変動や経時変化によりパッケージ等からPLCやLN基板に応力がかかる。あるいは、PLCのSi基板とLN基板との熱膨張係数の差により、図5のようにLN基板に対して、PLC基板が光の進行方向に対して垂直にずれて回転し、接続する導波路間、例えば親MZIを構成する2本の光導波路に位置ズレが生じ、異なる接続損失が生じる可能性がある。   In FIG. 4, a child MZI is configured in the LN substrate as compared with FIG. Here, the connection portion between the PLC and the LN substrate is usually fixed by an adhesive, but there is a possibility that the characteristics may change due to a slight misalignment of the connection portion. Specifically, stress is applied to the PLC or LN substrate from the package or the like due to temperature fluctuations or changes with time. Alternatively, due to the difference in thermal expansion coefficient between the PLC Si substrate and the LN substrate, the PLC substrate rotates with respect to the LN substrate as shown in FIG. In the meantime, for example, positional deviation occurs in the two optical waveguides constituting the parent MZI, and different connection losses may occur.

ここで、従来例の図2と本実施形態の図4との構成を比較する。図4では子MZIはLN基板内で完全に閉じていることから、子MZIは上記位置ズレによる特性劣化を受けない。そのため、子MZIと親MZIとの特性の重ね合わせとなるネスト型MZI全体での特性劣化は相対的に小さくなる。   Here, the structure of FIG. 2 of a prior art example and FIG. 4 of this embodiment are compared. In FIG. 4, since the child MZI is completely closed in the LN substrate, the child MZI is not subjected to the characteristic deterioration due to the positional deviation. For this reason, the characteristic degradation of the entire nested MZI, which is a superposition of the characteristics of the child MZI and the parent MZI, is relatively small.

さらに、従来例の図2と本実施形態の図4とのPLC−LN接続面Cを比較すると、図6および図7に示すとおり、本実施形態の方が導波路の接続本数が少なく、また光導波路間の距離が小さい。そのため、本実施形態(図4)においては、同じ角度の基板回転ズレにおいても、光導波路接続部での位置ズレが小さくなる。なお、図8のように、図4の接続部Cにおける光導波路間の距離をさらに低減し、基板回転による位置ズレの影響を低減することも可能である。   Furthermore, comparing the PLC-LN connection surface C between FIG. 2 of the conventional example and FIG. 4 of the present embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the present embodiment has fewer waveguide connections, The distance between the optical waveguides is small. Therefore, in the present embodiment (FIG. 4), even when the substrate rotation is shifted at the same angle, the positional shift at the optical waveguide connecting portion is reduced. As shown in FIG. 8, it is also possible to further reduce the distance between the optical waveguides in the connection portion C of FIG. 4 and reduce the influence of positional deviation due to substrate rotation.

これらの点を考慮すると、本実施形態(図4)の構成は、従来例のPLC−LN変調器(図2)に比べて、温度変化や経時変化による応力に伴う、接続部の接続損失の変動が相対的に少なく、MZIの特性がより安定であると考えられる。   Considering these points, the configuration of the present embodiment (FIG. 4) is less in the connection loss of the connection portion due to the stress due to the temperature change and the time change than the conventional PLC-LN modulator (FIG. 2). It is considered that the fluctuation is relatively small and the characteristics of MZI are more stable.

図4において、DCバイアス電位を調整するための電極422a、422b、423が設けられている。図において、電極422aは上側の子MZIのDCバイアスを調整するためのものであり、電極422bは下側の子MZIのDCバイアスを調整するためのものであり、電極423は親MZIのDCバイアスを調整するためのものである。これらのDCバイアス電極については、従来のLNモノリシック光変調器(図1)と何も変わらないため、その制御回路をそのまま用いることができる。   In FIG. 4, electrodes 422a, 422b, and 423 for adjusting the DC bias potential are provided. In the figure, the electrode 422a is for adjusting the DC bias of the upper child MZI, the electrode 422b is for adjusting the DC bias of the lower child MZI, and the electrode 423 is the DC bias of the parent MZI. It is for adjusting. Since these DC bias electrodes are not different from the conventional LN monolithic optical modulator (FIG. 1), the control circuit can be used as it is.

一方、図2のPLC−LN型については、子MZIのDCバイアス用電極221a、221bはLN側に設置可能であるが、親MZIのDCバイアス用電極231はPLC上のTOシフタとして構成する必要があり、DCバイアス調整は可能ではあるが、従来の制御回路をそのまま用いることはできない。   On the other hand, in the PLC-LN type of FIG. 2, the DC bias electrodes 221a and 221b of the child MZI can be installed on the LN side, but the DC bias electrode 231 of the parent MZI needs to be configured as a TO shifter on the PLC. Although DC bias adjustment is possible, a conventional control circuit cannot be used as it is.

コストについては、LN基板に対して、PLC基板はSi基板上に光ファイバでも用いられている石英ガラスを用いているため、単位面積当たりの値段が安価である。よって、LN基板が小さい分だけ変調器のコストを低価格化することが可能である。また、実際にLN光変調器モジュールを作製するには、全体を気密封止構造にすることが必要であるが、そのパッケージにはコバールやステンレスといった金属が主に用いられるため、小型化によりその材料費や加工費も低コスト化することが可能である。   Regarding the cost, since the PLC substrate uses quartz glass which is also used for optical fibers on the Si substrate, the cost per unit area is low compared to the LN substrate. Therefore, the cost of the modulator can be reduced by the amount of the small LN substrate. Moreover, in order to actually manufacture the LN optical modulator module, it is necessary to make the whole into a hermetically sealed structure. However, since the package is mainly made of metal such as Kovar or stainless steel, Material costs and processing costs can also be reduced.

以上のことから、本実施形態(図4)のPLC−LN光変調器は、従来例の図1および図2の光変調器に比べ優れている。   From the above, the PLC-LN optical modulator of this embodiment (FIG. 4) is superior to the conventional optical modulators of FIG. 1 and FIG.

なお、図4の分岐部402、405、403a、403b、404a、404bは図では単純なY分岐を用いているが、その材料等によって種々の光回路を用いることが可能である。PLCおよびLNには各々作製可能なメニューが存在し、各々利害得失が存在する。それを表2にまとめた。また、各々の形状を図9〜図12に示す。図9はY分岐、図10は方向性結合器、図11はMZIである。MZIについては、分岐比可変用のTOシフタ1101により温度を変化させることにより、MZIの出力分岐比を調整することができる。また図12は波長無依存カプラ(Wavelength independence coupler)と呼ばれるもので、上下アームの光導波路長差ΔLとその前後の方向性結合器の結合率C1,C2を調整することにより、光出力部の各々の光出力強度の波長依存性を低減することが可能なカプラである。   Note that the branch portions 402, 405, 403a, 403b, 404a, and 404b in FIG. 4 use simple Y branches in the drawing, but various optical circuits can be used depending on the material and the like. Each PLC and LN has a menu that can be created, and each has its own advantages and disadvantages. These are summarized in Table 2. Each shape is shown in FIGS. 9 shows a Y branch, FIG. 10 shows a directional coupler, and FIG. 11 shows an MZI. For the MZI, the output branching ratio of the MZI can be adjusted by changing the temperature with the TO shifter 1101 for changing the branching ratio. FIG. 12 is a so-called wavelength independence coupler. By adjusting the optical waveguide length difference ΔL between the upper and lower arms and the coupling ratios C1 and C2 of the directional couplers before and after the upper and lower arms, It is a coupler capable of reducing the wavelength dependence of each light output intensity.

PLCでは表のような多様なメニューを全て実現可能である。一方、LN基板ではY分岐は作製可能であるが、方向性結合器、MZI等になると製品化された実績は乏しい。   The PLC can realize all the various menus shown in the table. On the other hand, a Y branch can be produced with an LN substrate, but when it comes to a directional coupler, MZI, etc., there have been few commercial results.

Figure 2011034057
Figure 2011034057

表2において、モニタ用ボート引き出しについては、Y分岐以外の光回路では、図18に示すように、例えば合波部分1701で、2x1の光回路を2x2にして、モニタ用のポートについては、例えば10%分のみモニタ用に引き出すように設計することが可能である。一方Y分岐については、図19に示すように、別途タップ回路1801を入れて、モニター用の光を引き出す必要がある。   In Table 2, with respect to the monitor boat drawer, in the optical circuit other than the Y branch, as shown in FIG. 18, for example, in the multiplexing portion 1701, the 2 × 1 optical circuit is set to 2 × 2, and the monitor port is It is possible to design to draw out only 10% for monitoring. On the other hand, for the Y branch, as shown in FIG. 19, it is necessary to insert a separate tap circuit 1801 to extract the monitoring light.

また分岐比調整については、PLC−LN接続部や、PLCやLNの光伝搬損失等がバラツいた時に、この分岐比を調整することにより、アーム間、あるいは変調回路間の光強度バラツキを補正することが可能であるというメリットがある。
なお、図4は、本実施形態の典型的な構成例であり、図13に示すように構成することもできる。図13においては、図4と同様に、親MZIのDCバイアス制御は、図1の従来例と同様のため、その制御回路をそのまま用いることができ、図2の従来例のように、DCバイアス制御をTOシフタとして構成する必要がなくなる。
図13は、子MZIがLN基板内で閉じていないため、接続部Cでの回転ずれに対して、子MZIの導波路間に異なる接続損失が生じ、ネスト方MZI全体での特性劣化が相対的に大きくなり得る。しかし、図13は、図4に比べ、LN基板の面積を小さくできるので、低コスト化および低損失化には有利である。
As for the branching ratio adjustment, when the optical propagation loss of the PLC-LN connection part or PLC or LN varies, the branching ratio is adjusted to correct the light intensity variation between the arms or between the modulation circuits. There is a merit that it is possible.
FIG. 4 is a typical configuration example of the present embodiment, and may be configured as shown in FIG. In FIG. 13, as in FIG. 4, the DC bias control of the parent MZI is the same as in the conventional example of FIG. 1, so that the control circuit can be used as it is, and as in the conventional example of FIG. There is no need to configure the control as a TO shifter.
In FIG. 13, since the child MZI is not closed in the LN substrate, different connection loss occurs between the waveguides of the child MZI with respect to the rotational deviation at the connection portion C, and the characteristic degradation of the entire nesting method MZI is relatively Can be large. However, since FIG. 13 can reduce the area of the LN substrate compared to FIG. 4, it is advantageous for cost reduction and loss reduction.

(実施形態2)
図14に、本発明の第2の実施形態に係る光変調器の構成を示す。この光変調器1300は、PLC1310と、LN基板1320と、PLC1330とから構成され、その上にRZ集積DQPSK変調器として構成されている。光信号の流れに従ってその構成を説明すると、入力光信号は光ファイバ1301を介して実施形態1と同じDQPSK変調器を通過する。その後、光信号は、各信号パルスをRZ化するためのRZ変調器を通過した後に光ファイバ1308に出力される。この光変調器1300は、実施形態1の構成を含んでおり、既に実施形態1で述べた特徴は全て同様に有効である。
(Embodiment 2)
FIG. 14 shows a configuration of an optical modulator according to the second embodiment of the present invention. The optical modulator 1300 includes a PLC 1310, an LN substrate 1320, and a PLC 1330, and is configured as an RZ integrated DQPSK modulator thereon. The structure of the optical signal will be described according to the flow of the optical signal. Thereafter, the optical signal is output to the optical fiber 1308 after passing through an RZ modulator for converting each signal pulse into RZ. The optical modulator 1300 includes the configuration of the first embodiment, and all the features already described in the first embodiment are similarly effective.

さらにそれ以外の長所として、DQPSK変調器とRZ変調器とは図のように折り返し導波路1306によって接続されている。この導波路をLN基板で構成すると、折り返しの際の曲率半径が前述のように大きいため基板サイズが大型化する。図14のように折り返し部にPLCを用いると、PLCの曲率半径は1.5mmと小さいため、基板サイズを小型化できる。   As another advantage, the DQPSK modulator and the RZ modulator are connected by a folded waveguide 1306 as shown in the figure. If this waveguide is composed of an LN substrate, the radius of curvature at the time of folding is large as described above, so that the substrate size increases. If PLC is used for the folded portion as shown in FIG. 14, the curvature radius of the PLC is as small as 1.5 mm, so that the substrate size can be reduced.

以上のことから表1の特徴において、LNモノリシック変調器に比べ、サイズの優位性はより大きくなる。また、LN基板上での光導波路長が図4より長くなる分、光挿入損失や、サイズ低減による低コスト化の点からも優位である。この実施形態2に対応する従来例に対する優位性は、実施形態1における従来例に対する優位性よりも回路規模が大きい分だけ、より大きい。   From the above, in the characteristics of Table 1, the size advantage is greater than that of the LN monolithic modulator. Further, since the length of the optical waveguide on the LN substrate is longer than that in FIG. 4, it is advantageous from the viewpoint of cost reduction due to optical insertion loss and size reduction. The superiority over the conventional example corresponding to the second embodiment is larger than the superiority over the conventional example in the first embodiment by a larger circuit scale.

(実施形態3)
図15に、本発明の第3の実施形態に係る光変調器の構成を示す。この変調器1400は、図14同様に、PLC1410と、LN基板1420と、PLC1430とから構成され、その上にRZ集積DQPSK変調器として構成されている。しかし、本実施形態においては、DQPSK変調器やRZ変調器は全てLN基板上に作製されている。このような形態であっても、折り返し導波路1406の曲率半径が小さく、小型化できる点等、表1の長所は一部ではあるが生かされる。
(Embodiment 3)
FIG. 15 shows a configuration of an optical modulator according to the third embodiment of the present invention. Similarly to FIG. 14, the modulator 1400 includes a PLC 1410, an LN substrate 1420, and a PLC 1430, and is configured as an RZ integrated DQPSK modulator thereon. However, in this embodiment, the DQPSK modulator and the RZ modulator are all manufactured on the LN substrate. Even in such a configuration, the advantages of Table 1 such as the fact that the radius of curvature of the folded waveguide 1406 is small and the size can be reduced can be utilized, albeit partially.

(実施形態4)
図16に、本発明の第4の実施形態に係る光変調器の構成を示す。この光変調器1500は、PLC1510と、LN基板1520と、PLC1530とから構成され、その上に2つのDQPSK変調器と、偏波ビームカプラ1504と、偏波多重回路1505と組み合わせて構成されている。光信号の流れに従って構成を説明すると、入力光信号は光ファイバ1501を介してPLC1510で分岐回路により分岐され、その各々は図4で説明したのと同じ構成のDQPSK変調器に入射する。この変調器の構成は、実施形態1と同様のためここでは省略する。各々の変調器から出射した光信号は、導波路1503a、1503bをそれぞれ伝搬し、導波路1503bを伝搬する光信号は偏波変換器1504において導波路1503aを伝搬する他方の光信号に対して垂直の偏波方向に変換される。その後、両光信号は、偏波ビームカプラ(PBC:polarization beam coupler)1505で偏波多重され、光ファイバ1508に出力される。PLCを用いることにより、広い波長範囲で、例えばC帯、L帯全てに渡り、挿入損失が小さく、偏波依存性損失が小さい、特性が優れたPBC1505を構成することができる。
(Embodiment 4)
FIG. 16 shows a configuration of an optical modulator according to the fourth embodiment of the present invention. The optical modulator 1500 includes a PLC 1510, an LN substrate 1520, and a PLC 1530, and is configured by combining two DQPSK modulators, a polarization beam coupler 1504, and a polarization multiplexing circuit 1505 thereon. . The configuration will be described in accordance with the flow of the optical signal. The input optical signal is branched by the branch circuit in the PLC 1510 via the optical fiber 1501, and each of them is incident on the DQPSK modulator having the same configuration as described in FIG. Since the structure of this modulator is the same as that of Embodiment 1, it is omitted here. The optical signals emitted from the respective modulators propagate through the waveguides 1503a and 1503b, respectively, and the optical signal propagated through the waveguide 1503b is perpendicular to the other optical signal propagated through the waveguide 1503a in the polarization converter 1504. It is converted into the polarization direction. Thereafter, both optical signals are polarization-multiplexed by a polarization beam coupler (PBC) 1505 and output to an optical fiber 1508. By using the PLC, it is possible to configure a PBC 1505 with excellent characteristics and a small insertion loss and a small polarization-dependent loss over a wide wavelength range, for example, over all the C band and L band.

この光変調器1500においても、実施形態1の表1で説明した長所は全く同様に存在する。   Also in this optical modulator 1500, the advantages described in Table 1 of the first embodiment are exactly the same.

さらに実施形態1に比較しても、光回路の引き回部分が多い分だけ、光挿入損失やサイズの点で、LNモノリシック集積型の変調器に比べてPLC−LN型の光変調器が有利である。また、実施形態1で説明した、PLC−LN接続部分の位置ズレによる特性劣化の点でも、PLCとLNとの接続部分が多く、距離が長く広がっている分だけ、本実施形態のように子MZIがLN回路に含まれているメリットが大きいと考えられる。このように実施形態4の対応する従来例に対する優位性は、実施形態1における従来例に対する優位性よりも回路規模が大きい分だけ、より大きい。   Furthermore, compared to the first embodiment, the PLC-LN type optical modulator is advantageous in comparison with the LN monolithic integrated type modulator in terms of optical insertion loss and size because of the large number of routing portions of the optical circuit. It is. Further, in terms of characteristic deterioration due to the positional deviation of the PLC-LN connection portion described in the first embodiment, the connection portion between the PLC and the LN is large, and the distance is long, so that the child is as in the present embodiment. It is considered that the merit that MZI is included in the LN circuit is great. Thus, the superiority of the fourth embodiment over the corresponding conventional example is larger than the superiority of the first embodiment over the conventional example by the circuit scale.

また、カプラ1502a、1502bの部分に方向性結合器やWINCを用いると、導波路1503a、1503bにおける光強度をモニタするためのモニタポートを設けることができるというメリットもある。   Further, when a directional coupler or WINC is used for the couplers 1502a and 1502b, there is an advantage that a monitor port for monitoring the light intensity in the waveguides 1503a and 1503b can be provided.

(実施形態5)
図17に、本発明の第5の実施形態に係る光変調器の構成を示す。図17はDP−QPSK光変調器の例である。この光変調器1600は、図16と同様、PLC1610と、LN基板1620と、PLC1630とから構成され、その上に2つのDQPSK変調器と、偏波ビームカプラ1604と、偏波多重回路1605と組み合わせて構成されている。しかし、本実施形態においては、2つのQPSK変調器は全てLN基板上に作製されている。このような形態であっても、図16と同様に高性能なPBC1605を用いることが可能であり、またPLCの曲げ半径が小さい等、表1の長所は部分的に生かされる。
(Embodiment 5)
FIG. 17 shows a configuration of an optical modulator according to the fifth embodiment of the present invention. FIG. 17 shows an example of a DP-QPSK optical modulator. This optical modulator 1600 includes a PLC 1610, an LN substrate 1620, and a PLC 1630, as in FIG. 16, and is combined with two DQPSK modulators, a polarization beam coupler 1604, and a polarization multiplexing circuit 1605. Configured. However, in this embodiment, the two QPSK modulators are all fabricated on the LN substrate. Even in such a form, it is possible to use a high-performance PBC 1605 as in FIG. 16, and the advantages of Table 1 are partially utilized, such as a small bending radius of the PLC.

以上、本発明について、具体的にいくつかの実施形態について説明したが、本発明の原理を適用できる多くの実施可能な形態に鑑みて、ここに記載した実施形態は、単に例示に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。例えば、上記の実施形態では、LN基板(Li1-xNbx3)基板を例に説明したが、LT(Li1-xTax3)などの電気光学結晶からなる基板としてもよい。このように、ここに例示した実施形態は、本発明の趣旨から逸脱することなくその構成と詳細を変更することができる。さらに、説明のための構成要素および手順は、本発明の趣旨から逸脱することなく変更、補足、またはその順序を変えてもよい。 While the present invention has been described with respect to several specific embodiments, the embodiments described herein are merely illustrative in view of the many possible embodiments to which the principles of the present invention can be applied. It is not intended to limit the scope of the invention. For example, in the above embodiment, an LN substrate (Li 1-x Nb x O 3 ) substrate has been described as an example, but a substrate made of an electro-optic crystal such as LT (Li 1-x Ta x O 3 ) may be used. . As described above, the configuration and details of the embodiment exemplified here can be changed without departing from the gist of the present invention. Further, the illustrative components and procedures may be changed, supplemented, or changed in order without departing from the spirit of the invention.

100 DQPSK変調器
101 光ファイバ
102 Y分岐
103a,103b Y分岐
104a,104b,104c,104d アーム導波路
105a,105b カプラ
106 カプラ
107 光ファイバ
110 基板
112a,112b 電極
121a,121b 電極
122 電極
200 変調器
210,230 PLC
220 LN基板
221a,221b 電極
231 TOシフタ
300 光変調器
301 光ファイバ
302 PLC
303 LN基板
304 PLC
305 光ファイバ
400 光変調器
401 光ファイバ
402 Y分岐
403a,403b Y分岐
404a,404b カプラ
405 カプラ
406 光ファイバ
421a,421b 電極
422a,422b 電極
423 電極
1101 TOシフタ
1300 光変調器
1301 光ファイバ
1306 折り返し導波路
1308 光ファイバ
1310 PLC
1320 LN基板
1330 PLC
1400 光変調器
1401 光ファイバ
1406 折り返し導波路
1408 光ファイバ
1410 PLC
1420 LN基板
1430 PLC
1500 光変調器
1501 光ファイバ
1502a,1502b カプラ
1503a,1503b 導波路
1504 偏波ビームカプラ
1505 偏波多重回路
1508 光ファイバ
1510 PLC
1520 LN基板
1530 PLC
1600 光変調器
1604 偏波ビームカプラ
1605 偏波多重回路
1608 光ファイバ
1610 PLC
1620 LN基板
1630 PLC
1701 合波部分
1801 タップ回路
100 DQPSK modulator 101 Optical fiber 102 Y branch 103a, 103b Y branch 104a, 104b, 104c, 104d Arm waveguide 105a, 105b Coupler 106 Coupler 107 Optical fiber 110 Substrate 112a, 112b Electrode 121a, 121b Electrode 122 Electrode 200 Modulator 210 230 PLC
220 LN substrate 221a, 221b Electrode 231 TO shifter 300 Optical modulator 301 Optical fiber 302 PLC
303 LN substrate 304 PLC
305 optical fiber 400 optical modulator 401 optical fiber 402 Y branch 403a, 403b Y branch 404a, 404b coupler 405 coupler 406 optical fiber 421a, 421b electrode 422a, 422b electrode 423 electrode 1101 TO shifter 1300 optical modulator 1301 optical fiber 1306 folding back Waveguide 1308 Optical fiber 1310 PLC
1320 LN substrate 1330 PLC
1400 Optical modulator 1401 Optical fiber 1406 Folded waveguide 1408 Optical fiber 1410 PLC
1420 LN substrate 1430 PLC
1500 Optical modulator 1501 Optical fiber 1502a, 1502b Coupler 1503a, 1503b Waveguide 1504 Polarization beam coupler 1505 Polarization multiplexing circuit 1508 Optical fiber 1510 PLC
1520 LN substrate 1530 PLC
1600 Optical modulator 1604 Polarization beam coupler 1605 Polarization multiplexing circuit 1608 Optical fiber 1610 PLC
1620 LN substrate 1630 PLC
1701 Multiplexing part 1801 Tap circuit

Claims (10)

複数の変調回路を含む光変調器であって、
光導波路から構成される分岐回路を備えた第1の基板と、
前記分岐回路に結合し、前記複数の変調回路を備えた第2の基板と、
前記複数の変調回路と結合し、石英系の導波路から構成される合波回路を備えた第3の基板と
を備えたことを特徴とする光変調器。
An optical modulator including a plurality of modulation circuits,
A first substrate having a branch circuit composed of an optical waveguide;
A second substrate coupled to the branch circuit and comprising the plurality of modulation circuits;
An optical modulator comprising: a third substrate coupled with the plurality of modulation circuits and provided with a multiplexing circuit composed of a silica-based waveguide.
前記変調回路は、マッハツェンダ光干渉計であることを特徴とする請求項1に記載の光変調器。   The optical modulator according to claim 1, wherein the modulation circuit is a Mach-Zehnder optical interferometer. 前記分岐回路または合波回路は、Y分岐、方向性結合器、マッハツェンダ光干渉計、および波長無依存カプラの少なくとも1つを備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の光変調器。   3. The optical modulator according to claim 1, wherein the branch circuit or the multiplexing circuit includes at least one of a Y branch, a directional coupler, a Mach-Zehnder optical interferometer, and a wavelength-independent coupler. . 前記第1の基板と、第3の基板上の光導波路は、石英系ガラスで形成された光導波路であり、前記第2の基板は、電気光学効果を用いた位相シフタを備えたことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の光変調器。   The first substrate and the optical waveguide on the third substrate are optical waveguides formed of silica glass, and the second substrate includes a phase shifter using an electro-optic effect. An optical modulator according to any one of claims 1 to 3. 前記第2の基板は、Li1-xNbx3またはLi1-xTax3からなることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の光変調器。 5. The optical modulator according to claim 1, wherein the second substrate is made of Li 1-x Nb x O 3 or Li 1-x Ta x O 3 . 前記光変調器は、DQ−QPSK変調器として構成されたことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の光変調器。   The optical modulator according to claim 1, wherein the optical modulator is configured as a DQ-QPSK modulator. 前記光変調器は、RZ−DQPSK変調器として構成されたことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の光変調器。   6. The optical modulator according to claim 1, wherein the optical modulator is configured as an RZ-DQPSK modulator. 前記光変調器は、ネスト型マッハツェンダ干渉計を含むことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の光変調器。   The optical modulator according to claim 1, wherein the optical modulator includes a nested Mach-Zehnder interferometer. 前記ネスト型マッハツェンダ干渉計の内側のマッハツェンダ干渉計が、前記第2の基板に備えられていることを特徴とする請求項8に記載の光変調器。   The optical modulator according to claim 8, wherein a Mach-Zehnder interferometer inside the nested Mach-Zehnder interferometer is provided on the second substrate. 前記ネスト型マッハツェンダ干渉計の内側のマッハツェンダ干渉計の分岐回路と合波回路のどちらか一方が、前記第2の基板に備えられていることを特徴とする請求項8に記載の光変調器。   9. The optical modulator according to claim 8, wherein one of a branch circuit and a multiplexing circuit of the Mach-Zehnder interferometer inside the nested Mach-Zehnder interferometer is provided on the second substrate.
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012173404A (en) * 2011-02-18 2012-09-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical component
WO2013005623A1 (en) * 2011-07-01 2013-01-10 日本電気株式会社 Rz optical modulator and rz optical modulating method
JP2014038173A (en) * 2012-08-14 2014-02-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical modulator
JP2014197054A (en) * 2013-03-29 2014-10-16 住友大阪セメント株式会社 Optical modulator
US8909001B2 (en) 2012-09-28 2014-12-09 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical modulator
JP2015069162A (en) * 2013-09-30 2015-04-13 住友大阪セメント株式会社 Light modulator
JP2015526765A (en) * 2012-08-14 2015-09-10 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ Planar optical element, sensor element and manufacturing method thereof
JP2015532471A (en) * 2012-10-24 2015-11-09 オクラロ テクノロジー リミテッド Light modulator
CN107065072A (en) * 2017-02-28 2017-08-18 浙江大学 Novel light modulator based on multimode waveguide
JP2018116199A (en) * 2017-01-19 2018-07-26 日本電信電話株式会社 Polarization multiplexing optical modulator
JP2019164261A (en) * 2018-03-20 2019-09-26 住友大阪セメント株式会社 Optical modulator
JP2019211583A (en) * 2018-06-01 2019-12-12 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 Optical device
JP2020140001A (en) * 2019-02-27 2020-09-03 日本電信電話株式会社 Mode branch device
CN112859391A (en) * 2021-03-04 2021-05-28 天津领芯科技发展有限公司 Hybrid integrated photoelectric chip, optical modulator and fiber-optic gyroscope
JP2022082850A (en) * 2020-11-24 2022-06-03 沖電気工業株式会社 Polarization state adjustment element and polarization state adjustment method
JP2025038023A (en) * 2020-01-13 2025-03-18 オーロラ・オペレイションズ・インコーポレイティッド Silicon-assisted packaging of high-power integrated semiconductor optical amplifier arrays

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003121806A (en) * 2001-10-12 2003-04-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Light modulator
JP2003149614A (en) * 2001-11-15 2003-05-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> High-speed wavelength switch

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003121806A (en) * 2001-10-12 2003-04-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Light modulator
JP2003149614A (en) * 2001-11-15 2003-05-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> High-speed wavelength switch

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6013024272; C.Laperle, et al.: '"WDM performance and PMD tolerance of a coherent 40-Gbit/s dual-polarization QPSK transceiver"' Journal of Lightwave Technology Vol.26, No. 1, 200801, p.168-175 *
JPN6013024273; H.Yamazaki, et al.: '"Advanced optical modulators with hybrid configuration of silica-based PLC and LiNbO3 phase-shifter' Innovations in NGN: Future Network and Services, 2008. K-INGN 2008. First ITU-T Kaleidoscope Academi , 20080512, p.237-244 *

Cited By (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012173404A (en) * 2011-02-18 2012-09-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical component
WO2013005623A1 (en) * 2011-07-01 2013-01-10 日本電気株式会社 Rz optical modulator and rz optical modulating method
JPWO2013005623A1 (en) * 2011-07-01 2015-02-23 日本電気株式会社 RZ light modulator and RZ light modulation method
US9264142B2 (en) 2011-07-01 2016-02-16 Nec Corporation RZ optical modulator and RZ optical modulation method
JP2014038173A (en) * 2012-08-14 2014-02-27 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Optical modulator
JP2015526765A (en) * 2012-08-14 2015-09-10 フラウンホッファー−ゲゼルシャフト ツァ フェルダールング デァ アンゲヴァンテン フォアシュンク エー.ファオ Planar optical element, sensor element and manufacturing method thereof
US8909001B2 (en) 2012-09-28 2014-12-09 Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. Optical modulator
US10401703B2 (en) 2012-10-24 2019-09-03 Lumentum Technology Uk Limited Optical modulator
JP2019040213A (en) * 2012-10-24 2019-03-14 オクラロ テクノロジー リミテッド Optical modulator
JP2015532471A (en) * 2012-10-24 2015-11-09 オクラロ テクノロジー リミテッド Light modulator
CN107966866B (en) * 2012-10-24 2022-01-11 朗美通技术英国有限公司 Optical modulator
CN107966866A (en) * 2012-10-24 2018-04-27 奥兰若技术有限公司 Optical Modulator
JP2014197054A (en) * 2013-03-29 2014-10-16 住友大阪セメント株式会社 Optical modulator
JP2015069162A (en) * 2013-09-30 2015-04-13 住友大阪セメント株式会社 Light modulator
US10560213B2 (en) 2014-06-01 2020-02-11 Fujitsu Optical Components Limited Optical device
JP2018116199A (en) * 2017-01-19 2018-07-26 日本電信電話株式会社 Polarization multiplexing optical modulator
CN107065072A (en) * 2017-02-28 2017-08-18 浙江大学 Novel light modulator based on multimode waveguide
JP2019164261A (en) * 2018-03-20 2019-09-26 住友大阪セメント株式会社 Optical modulator
JP2019211583A (en) * 2018-06-01 2019-12-12 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 Optical device
JP2020140001A (en) * 2019-02-27 2020-09-03 日本電信電話株式会社 Mode branch device
JP7162257B2 (en) 2019-02-27 2022-10-28 日本電信電話株式会社 mode branch device
JP2025038023A (en) * 2020-01-13 2025-03-18 オーロラ・オペレイションズ・インコーポレイティッド Silicon-assisted packaging of high-power integrated semiconductor optical amplifier arrays
JP7685110B2 (en) 2020-01-13 2025-05-28 オーロラ・オペレイションズ・インコーポレイティッド Silicon-assisted packaging of high-power integrated semiconductor optical amplifier arrays
JP2022082850A (en) * 2020-11-24 2022-06-03 沖電気工業株式会社 Polarization state adjustment element and polarization state adjustment method
CN112859391A (en) * 2021-03-04 2021-05-28 天津领芯科技发展有限公司 Hybrid integrated photoelectric chip, optical modulator and fiber-optic gyroscope

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